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標(biāo)題：Exposure ecology drives a unified understanding of nexus of natural ecosystem, exposure and health.

期刊：Ecosystem Health and Sustainability

時(shí)間：2024.1.12

作者：Zhaowu Yu*, Gaoyuan Yang*, Tao Lin, Bin Zhao, Yaoyang Xu, Xihan Yao, Weiyuan Ma, Henrik Vejre, and Bin Jiang

導(dǎo)讀：復(fù)旦大學(xué)環(huán)境系余兆武研究員發(fā)表理論綜述論文，系統(tǒng)性闡述了暴露生態(tài)學(xué)的理論框架。論文首先明確了生態(tài)暴露（Ecological Exposure）與暴露生態(tài)學(xué)（Exposure Ecology）的定義；并利用坐標(biāo)系的四個(gè)象限提出了暴露生態(tài)學(xué)的研究范疇；接著指出了暴露生態(tài)學(xué)連接健康的主要路徑；進(jìn)一步總結(jié)了暴露生態(tài)學(xué)以形成機(jī)制和調(diào)節(jié)機(jī)制為核心的理論基礎(chǔ)。最后，研究闡述了暴露生態(tài)學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系，以及未來(lái)需要關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。這項(xiàng)研究奠定了暴露生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)框架與核心內(nèi)容，推動(dòng)形成了暴露生態(tài)學(xué)的發(fā)展。

研究摘要

生態(tài)科學(xué)與暴露科學(xué)在對(duì)健康問(wèn)題日益關(guān)注的世界逐漸交叉滲透。過(guò)去大量研究已經(jīng)證明，暴露于（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)（定義為生態(tài)暴露）對(duì)健康有積極效應(yīng)，提供了比處理疾病這種“下游健康”后果更有效的（上游）預(yù)防措施。此外，生態(tài)環(huán)境與健康領(lǐng)域研究范式逐漸從聚焦環(huán)境污染物環(huán)境暴露對(duì)健康負(fù)面效應(yīng)到關(guān)注自然（城市）生態(tài)系統(tǒng)提供的積極健康效應(yīng)的范式轉(zhuǎn)變。然而，目前仍然缺乏一個(gè)整合自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露和健康之間關(guān)系的統(tǒng)一框架。因此，本文提出了一個(gè)新的框架——暴露生態(tài)學(xué)（Exposure Ecology），并以此為基礎(chǔ)對(duì)相關(guān)研究進(jìn)行綜述。文章提出暴露生態(tài)學(xué)的研究領(lǐng)域和范疇包括主體—現(xiàn)實(shí)、客體—現(xiàn)實(shí)、主體—虛擬和客體—虛擬維度，并且過(guò)去所有研究都可以涵蓋在這個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，文章分析了不同維度的研究趨勢(shì)與不足，并解釋了生態(tài)暴露對(duì)健康的影響路徑，包括減少、恢復(fù)、提升能力和潛在危害。此外，本文還討論了暴露生態(tài)學(xué)理論框架形成的理論基礎(chǔ)，以及暴露生態(tài)學(xué)理論體系下的理論推測(cè)、內(nèi)涵及其與其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系。簡(jiǎn)而言之，暴露生態(tài)學(xué)理論體系可以作為理解自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露和健康之間的關(guān)系“上游健康”的統(tǒng)一框架。

關(guān)鍵詞：自然生態(tài)系統(tǒng)；生態(tài)暴露；暴露生態(tài)學(xué)；健康效應(yīng)；前沿綜述

核心內(nèi)容圖文摘要

1. 引言

人類花了數(shù)千年的時(shí)間來(lái)適應(yīng)自然環(huán)境。然而，自從工業(yè)化和城市化以來(lái)，人類與自然的聯(lián)系（包括接觸的方式和頻率）明顯減少，這對(duì)人類健康造成了顯著的負(fù)面影響。同時(shí)，人們普遍認(rèn)為，接觸（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)（例如森林、草原、河流和公園）有益于身體、心理和社會(huì)健康和福祉。例如，它可以緩解疾?。唇箲]、多動(dòng)、抑郁和2型糖尿?。⒔档腿蛩劳雎?、增強(qiáng)免疫功能、改善空氣質(zhì)量、減少接觸高溫和減少噪音、增加居民歸屬感、促進(jìn)社會(huì)健康，也是實(shí)現(xiàn)2030年可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要基礎(chǔ)和組成部分。

自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)健康的益處自古以來(lái)就得到了關(guān)注，甚至是19世紀(jì)歐洲和北美城市公園運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)力量之一。然而，當(dāng)時(shí)人們對(duì)其潛在機(jī)制知之甚少，也缺乏嚴(yán)格的科學(xué)證據(jù)。20世紀(jì)中葉以來(lái)，由于對(duì)非傳染性疾病（NCD）發(fā)病機(jī)制認(rèn)識(shí)不足，發(fā)達(dá)國(guó)家（以及近幾十年來(lái)的發(fā)展中國(guó)家）非傳染性疾病（NCD）患病率不斷增加。除了“西方飲食”和久坐生活方式等綜合效應(yīng)外，衛(wèi)生（Hygiene）、老朋友（Old Friends）和生物多樣性等假設(shè)也被提出來(lái)解釋非傳染性疾病的興起。因此，自然生態(tài)系統(tǒng)（及其生物多樣性）、非人類生物與健康之間的關(guān)系已成為生態(tài)-地理-公衛(wèi)-景觀等領(lǐng)域日益關(guān)注的重要前沿課題。生態(tài)系統(tǒng)是指在一個(gè)特定環(huán)境內(nèi)，相互作用的所有生物和此一環(huán)境的統(tǒng)稱，被廣泛認(rèn)為是人類健康的基礎(chǔ)并且是相互依存的。正如Maller所說(shuō)，在更廣泛的環(huán)境背景下，自然生態(tài)系統(tǒng)，或者說(shuō)“自然處方”（nature prescription）有潛力幫助以預(yù)防性方式解決“上游”健康問(wèn)題。因此，（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露和健康之間的關(guān)系日益受到學(xué)術(shù)界和政策制定者的關(guān)注。然而，盡管過(guò)去學(xué)者提出了相關(guān)概念框架來(lái)理解自然與健康之間的關(guān)系，也基于大量具體案例從多個(gè)維度進(jìn)行了探索，但是仍然缺乏一個(gè)統(tǒng)一的框架來(lái)整合和理解這種聯(lián)系。

因此，為了應(yīng)對(duì)生態(tài)科學(xué)與暴露科學(xué)在日益關(guān)注健康的世界中逐漸交叉和滲透這一趨勢(shì)，以及生態(tài)環(huán)境與健康領(lǐng)域研究范式逐漸從聚焦環(huán)境污染物環(huán)境暴露對(duì)健康負(fù)面效應(yīng)到日益關(guān)注自然（城市）生態(tài)系統(tǒng)提供的積極健康效應(yīng)范式轉(zhuǎn)變（類似于心理學(xué)從傳統(tǒng)心理學(xué)到積極心理學(xué)研究的范式轉(zhuǎn)變）。本文提出了一個(gè)統(tǒng)一的框架——暴露生態(tài)學(xué)（Exposure Ecology）——以系統(tǒng)加深對(duì)（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露和健康之間關(guān)系的理解。并且，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了文獻(xiàn)綜述，基本邏輯如下：首先介紹和定義暴露生態(tài)學(xué)理論的基本概念，例如生態(tài)暴露（Ecological Exposure）和暴露生態(tài)學(xué)（Exposure Ecology），然后闡述暴露生態(tài)學(xué)的范疇、路徑和理論基礎(chǔ)。隨后，我們討論了暴露生態(tài)學(xué)與其他相關(guān)領(lǐng)域的聯(lián)系以及未來(lái)發(fā)展方向。這一研究邏輯不僅可以全面展示相關(guān)研究的前沿和進(jìn)展，而且可以通過(guò)批判性分析和富有洞察力的論述進(jìn)一步增長(zhǎng)讀者的知識(shí)。

2. 暴露生態(tài)學(xué)

定義、研究范疇、路徑與理論基礎(chǔ)

2.1 定義

在定義和構(gòu)建暴露生態(tài)學(xué)之前，我們首先區(qū)分了相關(guān)概念，然后將生態(tài)暴露定義為個(gè)人或群體與自然生態(tài)系統(tǒng)的暴露量（幅度、頻率和持續(xù)時(shí)間）。必須指出的是，雖然自然生態(tài)系統(tǒng)的定義和類型是明確的，但我們?cè)谶@里將人類創(chuàng)造的能夠通過(guò)自身調(diào)節(jié)能力維持系統(tǒng)平衡的生態(tài)系統(tǒng)視為（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)。此外，利用暴露組的概念，我們將個(gè)體從胚胎到生命末期的各種生態(tài)暴露定義為生態(tài)暴露組（eco-exposome）。

隨后，我們將暴露生態(tài)學(xué)（EE）定義為一門(mén)用于理解（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露和健康之間的關(guān)系的跨學(xué)科的理論框架，研究個(gè)體或群體與自然生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)暴露過(guò)程與機(jī)制，探索健康效應(yīng)的原因及路徑，以達(dá)到增進(jìn)人類（生物體）健康與福祉的交叉科學(xué)。暴露生態(tài)學(xué)的這個(gè)定義和研究范圍涵蓋了包括人類在內(nèi)的所有物種。同時(shí)，我們認(rèn)為狹義上暴露生態(tài)學(xué)主要關(guān)注人類物種對(duì)（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)的暴露及其對(duì)健康的影響。

2.2 研究范疇

為了以邏輯和結(jié)構(gòu)化的方式闡述暴露生態(tài)學(xué)的研究范圍、現(xiàn)狀和趨勢(shì)，我們提出了一個(gè)包括主體—客體（Y軸）和現(xiàn)實(shí)—虛擬（X軸）維度的軸框架（圖1）。基于這個(gè)坐標(biāo)框架，暴露生態(tài)學(xué)的研究范疇可以分為四個(gè)領(lǐng)域（和跨領(lǐng)域）：“主體—現(xiàn)實(shí)”、“客體—現(xiàn)實(shí)”、“主體—虛擬”和“現(xiàn)實(shí)—虛擬”，所有過(guò)去相關(guān)研究都可以被這個(gè)坐標(biāo)框架所涵蓋，這也是暴露生態(tài)學(xué)的主要研究范疇。

圖 1 暴露生態(tài)學(xué)——將自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露和健康以及四個(gè)研究領(lǐng)域（主體—現(xiàn)實(shí)、客體—現(xiàn)實(shí)、主體—虛擬和客體—虛擬）聯(lián)系起來(lái)。主體是指與（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)接觸的個(gè)體或群體，客體是指（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)的客觀空間格局。虛擬是通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）&元宇宙等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)呈現(xiàn)的自然生態(tài)系統(tǒng)，而現(xiàn)實(shí)是存在于現(xiàn)實(shí)世界中的（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)。這個(gè)坐標(biāo)框架可以涵蓋所有過(guò)去相關(guān)研究。

2.2.1 主體—現(xiàn)實(shí)維度

該領(lǐng)域主要關(guān)注暴露于現(xiàn)實(shí)自然生態(tài)系統(tǒng)的個(gè)人或群體的健康影響。事實(shí)上，在這一領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，人們普遍認(rèn)為這種關(guān)系的潛在機(jī)制是復(fù)雜的，可能通過(guò)各種途徑和機(jī)制產(chǎn)生影響，其中一些途徑和機(jī)制具有協(xié)同效應(yīng)。劑量-反應(yīng)關(guān)系一直是該領(lǐng)域的熱門(mén)話題，一些研究甚至發(fā)現(xiàn)可能存在最佳暴露時(shí)間閾值。然而，目前的研究并沒(méi)有清楚地揭示多少時(shí)間的綠地暴露足以引發(fā)健康效益，以及健康效益是否會(huì)隨著暴露時(shí)間的增加而保持不變或減少。但不可否認(rèn)的是，綠地暴露的持續(xù)時(shí)間與健康效應(yīng)密切相關(guān)，這可能反映了一種“閾值”效應(yīng)。此外，目前大多數(shù)研究從“靜態(tài)”角度分析居民生態(tài)暴露對(duì)健康的影響。然而，隨著對(duì)個(gè)體的日益關(guān)注，研究人員開(kāi)始意識(shí)到這種觀點(diǎn)存在很大的缺點(diǎn)，因?yàn)閭€(gè)體活動(dòng)的動(dòng)態(tài)差異往往決定了生態(tài)暴露的程度。因此，隨著新技術(shù)手段（如街景和深度學(xué)習(xí)技術(shù)）的發(fā)展，近年來(lái)研究逐漸從“靜態(tài)”轉(zhuǎn)向“動(dòng)態(tài)”。

2.2.2 客體—現(xiàn)實(shí)維度

該領(lǐng)域研究已經(jīng)從探索個(gè)人或群體綠地暴露對(duì)健康的影響轉(zhuǎn)向測(cè)量綠地的客觀空間格局（如組成、配置和空間格局等），并在此基礎(chǔ)上探討其對(duì)健康的影響。對(duì)這一界面的研究包括兩個(gè)層面：（1）生態(tài)暴露與特定疾病的研究，具有顯著的環(huán)境流行病學(xué)研究屬性；（2）自然生態(tài)系統(tǒng)最優(yōu)空間格局與潛在居民健康效應(yīng)，具有顯著的地理空間分析屬性。例如，余兆武（2023）等人提出的“綠地暴露不平等指數(shù)”等空間分析。

2.2.3 主體—虛擬維度

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的發(fā)展，該領(lǐng)域的研究近年來(lái)剛剛出現(xiàn)，研究邏輯類似于主體——現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，研究暴露于虛擬（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)（技術(shù)自然technological nature）的個(gè)體或人群的健康影響。相關(guān)研究已被探索，例如Hedblom等人使用多感官虛擬實(shí)驗(yàn)來(lái)分析建筑環(huán)境、城市公園、湖泊和森林對(duì)生理壓力恢復(fù)的影響，并發(fā)現(xiàn)接觸虛擬公園和森林可以顯著降低壓力。然而，在這一領(lǐng)域仍有許多問(wèn)題需要進(jìn)一步回答。比如虛擬生態(tài)暴露是否有積極的健康影響？虛擬生態(tài)暴露對(duì)健康的影響機(jī)制是什么？動(dòng)態(tài)和靜態(tài)虛擬生態(tài)暴露對(duì)健康有區(qū)別嗎？

2.2.4 客體—虛擬維度

這一領(lǐng)域的研究很少被報(bào)道，這意味著這一領(lǐng)域的問(wèn)題可能是暴露生態(tài)學(xué)框架內(nèi)未來(lái)研究的前沿和重要方向。隨著數(shù)字孿生（DT）、元宇宙等技術(shù)的發(fā)展，該領(lǐng)域的研究將在不久的將來(lái)成為暴露生態(tài)學(xué)的前沿。因此，研究應(yīng)集中在一個(gè)最佳的虛擬自然生態(tài)系統(tǒng)空間模式是否能實(shí)現(xiàn)最佳的健康效果，以及多感官對(duì)健康的影響應(yīng)進(jìn)一步探索。

此外，眾所周知，提出理論概念和框架（學(xué)科）的最重要的價(jià)值之一是可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行理論推測(cè)。基于此，本文引入了生態(tài)幅（生物體能夠生存和發(fā)展的環(huán)境條件的極限）的概念，根據(jù)之前的研究并結(jié)合虛擬（例如通過(guò)VR和DT技術(shù)）和真實(shí)維度，可以制定一個(gè)理論假設(shè)（圖2）。這被稱為“最佳暴露生態(tài)幅（OEEA）”，可以實(shí)現(xiàn)最佳的健康效果，如a1-f1-H-f-a（點(diǎn)H是虛擬和現(xiàn)實(shí)各占50%）范圍所示。這種OEEA是指一個(gè)人或一個(gè)群體在一定時(shí)間內(nèi)，一半時(shí)間暴露在真實(shí)的自然生態(tài)系統(tǒng)中，一半時(shí)間暴露在虛擬的自然生態(tài)系統(tǒng)中，可以獲得最佳的健康效益。此外，可能還有另外兩種理論推測(cè)，即（1）‘p1-t-w’曲線，點(diǎn)t是實(shí)現(xiàn)最佳健康效益的閾值范圍，這意味著虛擬生態(tài)暴露對(duì)健康沒(méi)有影響；（2）‘w1-t1-p’曲線，t1點(diǎn)是達(dá)到最佳健康效益的閾值范圍，我們認(rèn)為這是有爭(zhēng)議的，不符合實(shí)際情況。

圖 2 最佳暴露生態(tài)振幅理論假設(shè)圖。“a1-f1-H-f-a”范圍是“最佳暴露生態(tài)振幅（OEEA）”，點(diǎn)H可能實(shí)現(xiàn)最佳健康益處。另外兩個(gè)理論推測(cè)：“p1-t-w”和“w1-t1-p”曲線，點(diǎn)t和t1是實(shí)現(xiàn)最佳健康效益的閾值范圍

2.3 生態(tài)暴露健康效應(yīng)路徑

生態(tài)暴露促進(jìn)健康的路徑是暴露生態(tài)學(xué)關(guān)注的核心。在暴露生態(tài)學(xué)框架下生態(tài)暴露促進(jìn)健康的路徑包括降低（通過(guò)緩解）、恢復(fù)（通過(guò)恢復(fù)）、促進(jìn)（通過(guò)促進(jìn)）能力和潛在危害。此外，個(gè)體特征和社會(huì)文化背景的兩個(gè)調(diào)節(jié)因素在所有途徑中都起作用（圖3）。簡(jiǎn)而言之，暴露生態(tài)學(xué)的路徑圖反映了生態(tài)暴露與人類健康和福祉之間的邏輯關(guān)系。

圖 3 暴露生態(tài)學(xué)的途徑，包括降低、恢復(fù)、促進(jìn)能力和潛在危害。主持人包括個(gè)人特征和社會(huì)文化背景在所有途徑中發(fā)揮作用。

2.3.1 降低能力

（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)具有多種降低健康風(fēng)險(xiǎn)的能力。本文簡(jiǎn)要描述了（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)減少熱量、噪音和空氣污染暴露的能力。（1）減少暴露在高溫下。隨著全球氣候變化和城市化，極端天氣事件（如熱浪）將變得更加頻繁，這將極大地影響人類健康（發(fā)病率和死亡率）。由于其蒸散和遮蔭效應(yīng)，（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)，如森林，尤其是在城市地區(qū)，會(huì)產(chǎn)生影響周圍地區(qū)的冷卻效應(yīng)。因此，未來(lái)研究通過(guò)合理的規(guī)劃減少熱量暴露，讓城市居民平等獲得城市自然生態(tài)系統(tǒng)的冷卻服務(wù)至關(guān)重要。（2）減少暴露在噪音中。噪音會(huì)導(dǎo)致身體和心理健康問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，城市自然生態(tài)系統(tǒng)可以通過(guò)兩種方式緩沖人為噪音的影響：物理上減少噪音暴露（聲學(xué)）和緩沖對(duì)噪音的壓力反應(yīng)（心理學(xué)）。事實(shí)上，與隔音相比，心理效應(yīng)可以提供更好的健康益處。因此，噪聲可能是（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)與健康之間的重要因果途徑，未來(lái)迫切需要對(duì)噪聲暴露進(jìn)行進(jìn)一步的流行病學(xué)研究。（3）減少暴露于空氣污染。暴露在空氣污染中對(duì)健康有顯著的不利影響。一般認(rèn)為城市自然生態(tài)系統(tǒng)中的空氣污染物濃度較低，對(duì)此的解釋是大多數(shù)主要污染物沒(méi)有排放到城市自然生態(tài)系統(tǒng)中，植被也可能通過(guò)沉積可以有效去除大氣污染物。然而，綠色植被也是生物揮發(fā)性有機(jī)化合物和二次有機(jī)氣溶膠的重要來(lái)源，這進(jìn)一步導(dǎo)致大氣污染。

2.3.2 恢復(fù)能力

恢復(fù)能力的途徑是指通過(guò)響應(yīng)各種需求和關(guān)注來(lái)適應(yīng)削弱的能力。支持這些項(xiàng)目恢復(fù)的環(huán)境可以稱為恢復(fù)性環(huán)境，注意力恢復(fù)理論（ART）、壓力恢復(fù)理論（SRT）和前景—避難所理論（PRT）是建立恢復(fù)性環(huán)境的基本理論。據(jù)推測(cè)，在一定時(shí)期內(nèi)，暴露在恢復(fù)質(zhì)量相對(duì)較高的環(huán)境中的個(gè)人或人群將積累并實(shí)現(xiàn)更大的健康益處。近幾十年來(lái)，許多實(shí)驗(yàn)研究探索了單一、特定暴露于（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)效果。除了缺乏探索這一途徑的研究之外，有必要進(jìn)行深思熟慮的研究，以解決“更具恢復(fù)性的相遇”的組成部分（即相遇的頻率、持續(xù)時(shí)間和類型）的相對(duì)貢獻(xiàn)。

2.3.3 促進(jìn)能力

與恢復(fù)能力相反，促進(jìn)能力強(qiáng)調(diào)深化或加強(qiáng)滿足日常需求的能力（積極的），而不是恢復(fù)枯竭的資源。關(guān)于促進(jìn)能力，（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)提供了許多能力，如鼓勵(lì)體育活動(dòng)，促進(jìn)社會(huì)互動(dòng)和社會(huì)凝聚力，超越的體驗(yàn)，地方依戀和認(rèn)同。

2.3.4 潛在危害

生態(tài)暴露對(duì)健康有很大的好處，但也有潛在的不利影響。本文簡(jiǎn)要描述了生態(tài)暴露的潛在危害。第一，微生物造成的潛在危害。例如，暴露于導(dǎo)致人類疾病的傳染性病原體和傳染病以外的微生物；第二，過(guò)敏原和揮發(fā)性有機(jī)化合物（BVOCs）造成的潛在危害；第三，與野生動(dòng)物接觸造成的潛在傷害；第四，一些（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)可能因忽視或照明不足而成為犯罪的溫床，對(duì)社區(qū)安全產(chǎn)生不利影響。必須注意的是，這些潛在的危害通常是單獨(dú)或同時(shí)發(fā)生的。

2.4 理論基礎(chǔ)與基礎(chǔ)理論

理論框架的產(chǎn)生和發(fā)展依賴于堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和基礎(chǔ)理論。暴露生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)主要包括形成機(jī)制和調(diào)節(jié)機(jī)制兩個(gè)維度。形成機(jī)制回答了暴露生態(tài)學(xué)形成的原因（why），包括進(jìn)化生物學(xué)、進(jìn)化心理學(xué)和環(huán)保主義。調(diào)節(jié)機(jī)制回答了暴露生態(tài)學(xué)對(duì)健康（how）的機(jī)制和原因，包括直接、中介和擴(kuò)展機(jī)制，分別對(duì)應(yīng)于因果關(guān)系、相關(guān)性和關(guān)聯(lián)性（圖4）。

圖 4 暴露生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)，主要包括形成機(jī)制（進(jìn)化生物學(xué)、進(jìn)化心理學(xué)和環(huán)境論）和調(diào)節(jié)機(jī)制（直接、中介和擴(kuò)展），從Why到How維度。

2.4.1 形成機(jī)制

2.4.1.1 進(jìn)化生物學(xué)

進(jìn)化生物學(xué)是達(dá)爾文進(jìn)化論之后出現(xiàn)的生物學(xué)分支，研究產(chǎn)生地球生命多樣性的進(jìn)化過(guò)程（自然選擇、共同血統(tǒng)、物種形成）。在人類背景下，進(jìn)化以人類的生活史為中心，因?yàn)槿祟悘淖嫦褥`長(zhǎng)類動(dòng)物中分離出來(lái)，并與自然產(chǎn)生適應(yīng)性協(xié)同作用。正如Seymour所描述的，在過(guò)去的幾十年里，進(jìn)化生物學(xué)非常關(guān)注文化—遺傳相互作用以及這兩個(gè)固有系統(tǒng)如何與生活方式和飲食選擇相關(guān)聯(lián)，如基因——文化共同進(jìn)化。Gual和Norgaard還提出了一個(gè)整合生物物理、生物和文化系統(tǒng)的概念框架，從共同進(jìn)化的角度概述了自然和人類的適應(yīng)。

一些眾所周知的例子包括由于缺乏微生物暴露而增加的過(guò)敏性疾病的易感性，乳糖耐受性增加，以及人類對(duì)農(nóng)業(yè)營(yíng)養(yǎng)的生理適應(yīng)性。必須指出的是，有些人認(rèn)為，不可能假設(shè)所有的進(jìn)化機(jī)制都可以轉(zhuǎn)移到其他領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域，基因組無(wú)法快速進(jìn)化以滿足現(xiàn)代生活方式和飲食的要求。然而，其他人認(rèn)為人類并沒(méi)有完全逃脫生物進(jìn)化的機(jī)制。此外，自人類世以來(lái)，人類已成為影響生物進(jìn)化（包括人類自身）的重要力量，如應(yīng)對(duì)傳染和非傳染性疾病、環(huán)境污染和氣候變化?？偟膩?lái)說(shuō)，考慮到進(jìn)化生物學(xué)的基礎(chǔ)研究問(wèn)題及其與健康的密切關(guān)系，進(jìn)化生物學(xué)是暴露生態(tài)學(xué)形成的重要理論基礎(chǔ)。

2.4.1.2 進(jìn)化心理學(xué)

進(jìn)化心理學(xué)作為暴露生態(tài)學(xué)形成的重要理論基礎(chǔ)，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)也起源于達(dá)爾文的進(jìn)化論，試圖識(shí)別哪些人類心理特征是進(jìn)化適應(yīng)的。進(jìn)化心理學(xué)認(rèn)為，人類為了在艱難復(fù)雜的生存環(huán)境中生存，維持自身的適應(yīng)和繁殖，在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中形成了各種神經(jīng)回路。從進(jìn)化的角度來(lái)看，所有類型的人類心理機(jī)制都源自這些神經(jīng)回路。

具體來(lái)說(shuō)，該領(lǐng)域提出了許多與暴露生態(tài)學(xué)形成相關(guān)的假設(shè)和概念，以描述人類與自然生態(tài)系統(tǒng)的連通性。其中，親生命假說(shuō)（Biophilia hypothesis）對(duì)進(jìn)化心理學(xué)的貢獻(xiàn)最突出，它提倡對(duì)自然環(huán)境的本能審美偏好和與其他生物的潛意識(shí)聯(lián)系。親生命假說(shuō)的基礎(chǔ)是，人類對(duì)自然依戀的來(lái)源超越了表面的細(xì)節(jié)。親生命假說(shuō)之父從遺傳學(xué)和生物學(xué)的角度分析了人類接近自然背后的原因，并認(rèn)為人類DNA是這樣編碼的，因此接近自然是與生俱來(lái)的。事實(shí)上，很多證據(jù)表明人類更喜歡一個(gè)以自然元素為主的環(huán)境，以及接觸（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)會(huì)對(duì)健康，尤其是精神健康產(chǎn)生重大影響

2.4.1.3 環(huán)保主義

雖然原始的環(huán)保主義觀念在人類文化中廣泛存在，但現(xiàn)代意義上的環(huán)保主義是在工業(yè)革命之后形成的。工業(yè)化和隨后的城市化改變了人類與自然生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系，導(dǎo)致了人類與自然之間的一系列沖突。因此，環(huán)境保護(hù)主義作為人類對(duì)破壞自然的一種反映，可以被廣泛地定義為一種意識(shí)形態(tài)或社會(huì)運(yùn)動(dòng)。

作為一種新思想，環(huán)境保護(hù)主義植根于深層生態(tài)學(xué)（ Deep Ecology）、蓋亞假說(shuō)（GAIA）和可持續(xù)發(fā)展（SDGs）等概念。這些概念促使人類將權(quán)力轉(zhuǎn)移到保護(hù)自然系統(tǒng)上，保護(hù)行為——如生態(tài)恢復(fù)和棲息地保護(hù)——可以被稱為“緊急親生命”，是在環(huán)境災(zāi)難發(fā)生前表達(dá)對(duì)自然親和力的有意識(shí)沖動(dòng)。暴露于（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)的健康益處逐漸被認(rèn)識(shí)到，環(huán)境保護(hù)主義成為暴露生態(tài)學(xué)形成的重要理論基礎(chǔ)。

2.4.2 調(diào)節(jié)機(jī)制

2.4.2.1 直接機(jī)制

在暴露生態(tài)學(xué)的調(diào)節(jié)機(jī)制中，直接機(jī)制討論了生態(tài)暴露與健康之間的因果關(guān)系。更具體地說(shuō)，我們認(rèn)為微生物是維持生態(tài)暴露對(duì)健康影響的直接原因。在特定發(fā)育窗口期與自然環(huán)境中的微生物和其他抗原接觸可能會(huì)改變?nèi)祟愐簧拿庖吖δ?。此外，一些基于微生物的假說(shuō)，如衛(wèi)生假說(shuō)、老朋友假說(shuō)等已被提出，以強(qiáng)調(diào)微生物和微生物組的重要性。此外，生態(tài)系統(tǒng)中土壤、植物和大氣的微生物群都對(duì)健康有直接的因果影響。因此，我們建議在未來(lái)更多地關(guān)注“土壤—植物—空氣”界面的微生物組及其相互影響，以確定生態(tài)暴露和健康之間的因果關(guān)系（圖5）。必須強(qiáng)調(diào)的是，微生物組和基于微生物的理論假設(shè)對(duì)于揭示生態(tài)暴露健康機(jī)制是必不可少的，也是暴露生態(tài)學(xué)調(diào)節(jié)機(jī)制中需要進(jìn)一步探索的最重要部分。

圖 5生態(tài)暴露和健康之間的直接機(jī)制：土壤—植物—空氣傳播的微生物群和健康之間關(guān)系的示意圖。

2.4.2.2 中介機(jī)制

中介機(jī)制以ART、SRT和PRT為基本理論，探討了生態(tài)暴露與人類健康之間的相關(guān)關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)，本領(lǐng)域認(rèn)為過(guò)度集中會(huì)導(dǎo)致“定向注意力疲勞”，接觸（暴露于）大自然可以恢復(fù)定向注意力的能力。根據(jù)ART，當(dāng)一個(gè)人體驗(yàn)到環(huán)境的四種恢復(fù)品質(zhì)（魅力、遠(yuǎn)離、范圍、兼容性）時(shí)，他們可以恢復(fù)他們疲憊的直接注意力。SRT認(rèn)為，自然環(huán)境通過(guò)促進(jìn)壓力恢復(fù)來(lái)促進(jìn)人類健康，壓力緩解本身既是一種健康益處，也是其他健康益處的潛在中介機(jī)制。事實(shí)上，無(wú)論是關(guān)注短期還是長(zhǎng)期指標(biāo)，結(jié)果都是一致的；也就是說(shuō)，暴露在（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)中可以減輕壓力。

PRT建立在尋找機(jī)會(huì)、感知和獲取視覺(jué)信息、尋找機(jī)會(huì)（前景）和庇護(hù)所、保護(hù)以及可以藏身的環(huán)境（避難所）的理念之上。PRT認(rèn)為，一個(gè)有清晰視野和藏身之處的環(huán)境可以顯著提高個(gè)人恢復(fù)健康的能力。雖然這種“看到別人卻不想被別人看到”的本能在現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)失去了原有的價(jià)值，但它深深地影響著人們的行為和意識(shí)。它的印記是在理解和評(píng)價(jià)環(huán)境的過(guò)程中有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地反映出來(lái)的。因此，PRT、ART、SRT和相關(guān)的分析工具可以作為理解EE調(diào)控機(jī)制的調(diào)節(jié)者。

2.4.2.3 擴(kuò)展機(jī)制

擴(kuò)展機(jī)制從關(guān)聯(lián)的角度探討了相關(guān)理論對(duì)暴露生態(tài)學(xué)調(diào)控機(jī)制的影響（關(guān)聯(lián)只是提出了一個(gè)假設(shè)，比如一個(gè)共同的原因，但并沒(méi)有提供證據(jù)）。雖然微生物被認(rèn)為是生態(tài)暴露和健康影響的主要原因，但還有許多其他原因?qū)е陆】涤绊?。很明顯，人類的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)和觸覺(jué)（或多感官）是相互聯(lián)系的，并影響人類健康。因此，多感覺(jué)理論及其健康效應(yīng)也是全面拓展EE調(diào)節(jié)機(jī)制的重要理論基礎(chǔ)。此外，趙景柱最近提出了一個(gè)新的理論框架，景感生態(tài)學(xué)(Landsenses Ecology)，以整合自然元素、物理感覺(jué)、心理感知、社會(huì)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)、過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)和相關(guān)方面，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。重要的是，它強(qiáng)調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)在基于景感生態(tài)規(guī)劃和管理中的作用，這也可以成為理解暴露生態(tài)學(xué)調(diào)控機(jī)制的重要關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)。

3. 進(jìn)一步討論

3.1. 與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系

暴露生態(tài)學(xué)不是獨(dú)立于生態(tài)學(xué)的其他分支，而是與它們相輔相成，有自己獨(dú)特的屬性。這里我們主要討論生態(tài)學(xué)的分支和與暴露生態(tài)學(xué)密切相關(guān)的部分。（1）暴露生態(tài)學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)。景觀生態(tài)學(xué)是對(duì)一個(gè)區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)之間的模式和相互作用以及相互作用影響生態(tài)過(guò)程的方式的研究。因此，景觀是暴露生態(tài)學(xué)的基本支持單元，景觀生態(tài)學(xué)的關(guān)鍵概念和方法，以及景觀生態(tài)學(xué)中使用的具體分析方法可以用于暴露生態(tài)學(xué)。（2）暴露生態(tài)學(xué)與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與暴露生態(tài)學(xué)存在異同之處。首先，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)的基本屬性，而生態(tài)暴露的健康益處是自然生態(tài)系統(tǒng)的獨(dú)特屬性之一。第二，一個(gè)（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)是否被居民暴露，是區(qū)分它是否是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基本標(biāo)準(zhǔn)。第三，生物多樣性是自然生態(tài)系統(tǒng)的基本屬性，也是暴露生態(tài)學(xué)體系下生態(tài)暴露對(duì)健康有益的重要特征。因此，生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)是暴露生態(tài)學(xué)的另一個(gè)重要基礎(chǔ)和主要貢獻(xiàn)者。（3）暴露生態(tài)學(xué)與人類生態(tài)學(xué)。人類生態(tài)學(xué)研究人與其環(huán)境之間的關(guān)系，人類生態(tài)學(xué)中的環(huán)境通常被視為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。雖然人類生態(tài)學(xué)中健康的社會(huì)生態(tài)學(xué)模型等概念使我們能夠探索生態(tài)系統(tǒng)和健康之間的關(guān)系，但是暴露生態(tài)學(xué)中連接生態(tài)暴露和健康的路徑加深了我們對(duì)（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露以及健康和福祉的因果關(guān)系的理解。

3.2. 下一步研究重點(diǎn)

（1）多元化和公平。大多數(shù)關(guān)于生態(tài)暴露和健康的研究都是在高收入國(guó)家進(jìn)行的。因此，必須進(jìn)一步探索過(guò)度暴露的模式和機(jī)制，如文化和社會(huì)背景、不同的人口群體和族裔群體。在這方面，我們認(rèn)為生態(tài)暴露可以從更全面的角度擴(kuò)展到社會(huì)生態(tài)暴露（socio-ecological exposure）。（2）數(shù)據(jù)、方法和效應(yīng)。例如，幾乎所有以前與暴露生態(tài)學(xué)相關(guān)的客體-現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域研究通常都將周邊的植被歸一化指數(shù)等作為代理指標(biāo)，對(duì)于這種“簡(jiǎn)單”的暴露代理沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的定義，也缺乏對(duì)劑量反應(yīng)關(guān)系和閾值效應(yīng)的理解。此外，應(yīng)采用測(cè)量健康影響的方法，以幫助理解現(xiàn)實(shí)和虛擬維度中生態(tài)暴露的機(jī)制和因果關(guān)系。此外，應(yīng)該考慮遠(yuǎn)程耦合理論框架下生態(tài)暴露的健康影響如何降低整體社會(huì)醫(yī)療保險(xiǎn)支出、減輕財(cái)政負(fù)擔(dān)和促進(jìn)可持續(xù)社會(huì)發(fā)展（SDGs）。（3）政策、實(shí)踐和實(shí)施。暴露生態(tài)學(xué)研究必須支持政策和規(guī)劃，相關(guān)政策研究也是暴露生態(tài)學(xué)的重要組成部分。特別是，暴露生態(tài)學(xué)理論與健康城市規(guī)劃實(shí)踐的有效結(jié)合將是一個(gè)基礎(chǔ)和前沿的研究課題。

4. 總結(jié)

無(wú)論是從歷史上樸素認(rèn)知還是從目前的證據(jù)來(lái)看，暴露生態(tài)學(xué)為應(yīng)對(duì)一系列健康挑戰(zhàn)提供了有益的理論與工具框架。生態(tài)暴露為人類健康預(yù)防和治療提供了（上游）路徑，是比簡(jiǎn)單處理下游健康（傳統(tǒng)醫(yī)療干預(yù)）更有效的方法。因此，為了統(tǒng)一理解并以預(yù)防的方式解決“上游”問(wèn)題，我們提出了一個(gè)統(tǒng)一的新興框架（跨學(xué)科）— 暴露生態(tài)學(xué)，以充分理解（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露和健康的耦合關(guān)系。

暴露生態(tài)學(xué)的研究范疇包括主體—現(xiàn)實(shí)、客體—現(xiàn)實(shí)、主體—虛擬和客體—虛擬維度，所有先前相關(guān)研究都可以被這個(gè)坐標(biāo)涵蓋。生態(tài)暴露對(duì)健康的途徑包括減少、恢復(fù)、促進(jìn)能力以及潛在危害。暴露生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)包括形成（進(jìn)化生物學(xué)、進(jìn)化心理學(xué)、環(huán)境論）和調(diào)節(jié)（直接、中介和擴(kuò)展）機(jī)制。雖然暴露生態(tài)學(xué)仍處于起步階段，許多問(wèn)題需要進(jìn)一步解決，但我們相信它可以成為一個(gè)有意義的框架，可以促進(jìn)對(duì)（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露和健康之間關(guān)系的統(tǒng)一理解，并有助于實(shí)現(xiàn)SGDs愿景。

補(bǔ)充材料:關(guān)于相關(guān)概念的區(qū)分

暴露生態(tài)學(xué)的提出是為了充分了解（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)暴露和健康之間的關(guān)系。因此，首先必須明確（城市）自然生態(tài)系統(tǒng)、暴露、健康的定義及其與其他相關(guān)概念的異同。首先，許多先前的研究和途徑都考慮了自然與健康的關(guān)系，因此澄清自然與自然生態(tài)系統(tǒng)之間的差異尤為重要。一般來(lái)說(shuō)，“自然”這個(gè)詞很難定義，是一個(gè)難以捉摸的抽象概念——“是一種心理建構(gòu)而不是一個(gè)具體概念”，而且大多是與人類相對(duì)立的概念。盡管如此，也有人提出了一些自然的定義來(lái)理解自然與健康的關(guān)系，例如一個(gè)廣泛使用的定義是自然是指人們通?？梢愿兄姆侨祟惖奈锢硖卣骱瓦^(guò)程， 包括動(dòng)植物群的“生命本質(zhì)”，以及靜水和流水，以及構(gòu)成這些并顯示地質(zhì)過(guò)程影響的景觀。因此，自然和自然環(huán)境（很少或沒(méi)有明顯人類存在或干預(yù)證據(jù)的環(huán)境）有很大的重疊。其次，城市自然、綠地（即用植被歸一化指數(shù)NDVI衡量的綠色度）、藍(lán)色空間、綠色基礎(chǔ)設(shè)施和基于自然的解決方案等被廣泛用于探索（基于案例研究的）與人類健康的相關(guān)性，但與自然概念相似（甚至更少），這些概念缺乏明確的邊界和科學(xué)內(nèi)涵。盡管在這篇批判性評(píng)論中，我們將城市自維持系統(tǒng)（如城市森林）視為城市自然生態(tài)系統(tǒng)。

最近，有學(xué)者提出了一個(gè)將生物多樣性與人類健康聯(lián)系起來(lái)的概念框架。盡管生物多樣性的概念有一個(gè)明確且廣泛接受的定義（所有來(lái)源的生物體之間的變異性，其中包括陸地、海洋和其他水生生態(tài)系統(tǒng)及其所屬的生態(tài)復(fù)合體：這包括生物體內(nèi)的多樣性） 物種之間、跨物種之間以及生態(tài)系統(tǒng)之間（United Nations，1992），我們認(rèn)為這不是一個(gè)合適的表達(dá)方式，因?yàn)樯锒鄻有愿嗟乇幻枋鰹橐环N“狀態(tài)”（例如物種生物多樣性是高還是低），并且是衡量地球生物多樣性多樣性的指標(biāo)；盡管生物多樣性水平與健康相關(guān)。此外，在生態(tài)系統(tǒng)背景下，生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)的基本屬性，也是表征健康的重要指標(biāo)（即 自然生態(tài)系統(tǒng)的功能性、穩(wěn)定性和服務(wù)性）。因此，與生物多樣性相比，生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)基本的功能單元，具有明確的定義、邊界和內(nèi)涵，適用于暴露生態(tài)學(xué)。

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Yu, Z., Yang, G., Lin, T., Zhao, B., Xu, Y., Yao, X., Ma, W., Vejre, H., & Jiang, B. (2024). Exposure ecology drives a unified understanding of nexus of natural ecosystem, exposure and health. Ecosystem Health and Sustainability, 0(ja). https://doi.org/10.34133/ehs.01

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